一种点到多点隧道的保护方法和装置与流程

本发明涉及协议标签交换(MPLS，Multi-Protocol Label Switching)技术领域，具体涉及一种点到多点隧道的保护方法和装置。

背景技术：

随着IPTV(交互式网络电视)等视频业务的快速兴起，网络对高效、可靠的组播传输提出了更高的需求，主要体现在QOS(Quality of Service，服务质量)，复制能力，保护，恢复等方面。而目前只应用于单播(即P2P，点对点)场景的RSVP-TE(Resource ReSerVation Protocol-Traffic Engineering，基于流量工程扩展的资源预留协议)在上述方面已经可以满足需求。因此将P2MP(Point-to-Multipoint，点对多点)与RSVP-TE技术结合在一起，是视频传输业务发展的必然趋势。

目前，P2MP-TE(点到多点流量工程)保护主要有局部和端到端保护方式。FRR(Fast ReRoute，快速重路由)bypass(旁路)方式可以提供链路和节点保护，从而达到局部保护的目的。

P2MP端到端保护主要是建立一条备份LSP(Label Switching Path，标签交换路径)，用来保护主LSP，当主路径或节点故障，则流量切换到备份LSP。但是标准、草案对于这种方案并没有明确说明和成熟的方案，对于具有端到端保护功能的FRR detour(绕道)方案也尚待研究。

如图1所示，给出了按照RFC(请求注解)4875(用于P2MP-TE LSP的RSVP-TE的扩展)中规定的方式，建立的一种点对多点组播流量工程(P2MP-TE)隧道的网络拓扑图。图1中包含5个路由器节点101、102、103、104、105。从101建立P2MP-TE隧道主树路径sub-LSP1(101-102-104)、sub-LSP2(101-102-103)，102为分叉点。如果要保护这两个sub-LSP，可 以建立端到端保护。在这种场景下，通常是建立隧道备树路径sub-LSP3(101-105-104)、sub-LSP4(101-105-103)，105为分叉点。这种方案目前存在几个方面的问题：

1、图1中，如果路径102-104故障，头结点发生切换，无法控制只切换sub-LSP1。因为当流量切换到101-105路径上，在105分叉点会进行流量复制，流量同样会转发给并没有故障的103，这样在103上会收到双份流量。目前，当流量切到备份路径上，主路径不再转发流量，整个P2MP主树流量切换到备树。这样做可以解决上述双份流量的问题，但对于其他正常转发并不需要切换的路径存在网络资源的浪费。在实际组网环境中，存在较大数量的叶子节点时，如果只是到达其中一个叶子链路出现故障，仍然需要切换到达其他叶子的流量到备份路径上，这种资源浪费的问题尤为突出。

2、即便整个P2MP主、备树切换，在一些场景下仍然可能存在问题。图2中，主路径(sub-LSP1，sub-LSP2)分别被备路径(sub-LSP3，sub-LSP4)保护，可以确保(sub-LSP1、sub-LSP3)，(sub-LSP2、sub-LSP4)两两主备路径是互相独立的。但是sub-LSP2和sub-LSP3在202-203路径是重叠的，那么当重叠路径故障，主sub-LSP2断路，备份sub-LSP3同样断路。当主、备树发生切换时，sub-LSP2确实受到了sub-LSP4的保护，但是sub-LSP1切到sub-LSP3上却流量中断了。因此对于整个树切换的必要前提是两个主备树路径完全不重叠，并且整个备份树路径是完好的。这在现实组网中，要求是非常高的，大大局限了P2MP端到端保护组网的应用场景。

技术实现要素：

为了解决上述主备路径整体切换带来的资源浪费以及主备路径树完全独立组网的局限性问题，本发明提供一种点到多点隧道的保护方法和装置。

为了实现上述发明目的，本发明采取的技术方案如下：

一种点到多点隧道的保护方法，包括：

建立从组播的根节点到叶子节点的点到多点流量工程P2MP-TE隧道的第一主路径；

排除所述第一主路径，建立P2P备份隧道，进行所述第一主路径和所述 P2P备份隧道的关联；

当检测到所述第一主路径经过的节点或者节点之间的路径出现故障时，通知所述P2MP隧道的根节点，将流量切换到所述P2P备份隧道，并拆除所述第一主路径。

进一步地，所述方法还包括：

当检测到所述第一主路径经过的节点或者节点之间的路径故障恢复时，重新建立从组播的根节点到叶子节点的P2MP-TE隧道的第二主路径，将流量切换回所述第二主路径。

进一步地，所述方法还包括：

拆除所述第一主路径和所述P2P备份隧道，并解除所述第一主路径和所述P2P备份隧道的关联。

进一步地，所述排除所述第一主路径，建立P2P备份隧道包括：

将所述第一主路径的预留RESV报文中的记录路由对象RRO地址作为排除地址，建立所述P2P备份隧道。

进一步地，所述方法还包括：

建立所述P2P备份隧道对应的热备用路径。

进一步地，建立所述P2P备份隧道对应的热备用路径包括：

排除所述P2P备份隧道，建立所述热备用路径，进行所述P2P备份隧道和所述热备用路径的关联。

进一步地，所述方法还包括：

当检测到所述P2P备份隧道经过的节点或者节点之间的路径出现故障时，通知所述根节点，将流量切换到所述热备用路径。

进一步地，所述方法还包括：

当检测到所述第一主路径经过的节点或者节点之间的路径故障恢复时，重新建立从组播的根节点到叶子节点的P2MP-TE隧道的第三主路径，将流量切换回所述第三主路径。

进一步地，所述方法还包括：

进行所述第三主路径和所述热备用路径的关联，或者，重新建立P2P备份隧道，进行第三主路径和新建P2P备份隧道关联。

为了实现上述发明目的，本发明还提供一种点到多点隧道的保护装置，包括：

主路径建立模块，用于建立从组播的根节点到叶子节点的点到多点流量工程P2MP-TE隧道的第一主路径；

备份路径建立模块，用于排除所述第一主路径，建立P2P备份隧道，进行所述第一主路径和所述P2P备份隧道的关联；

切换模块，用于当检测到所述第一主路径经过的节点或者节点之间的路径出现故障时，通知所述P2MP隧道的根节点，将流量切换到所述P2P备份隧道，并拆除所述第一主路径。

可选地，所述主路径建立模块还用于：

当检测到所述第一主路径经过的节点或者节点之间的路径故障恢复时，重新建立从组播的根节点到叶子节点的P2MP-TE隧道的第二主路径，将流量切换回所述第二主路径。

可选地，所述装置还包括：

清除模块，用于拆除所述第一主路径和所述P2P备份隧道，并解除所述第一主路径和所述P2P备份隧道的关联。

可选地，所述备份路径建立模块排除所述第一主路径，建立P2P备份隧道是指：

将所述第一主路径的预留RESV报文中的记录路由对象RRO地址作为排除地址，建立所述P2P备份隧道。

可选地，所述装置，还包括：

热备用路径建立模块，用于建立所述P2P备份隧道对应的热备用路径。

可选地，所述热备用路径建立模块建立所述P2P备份隧道对应的热备用路径是指：

排除所述P2P备份隧道，建立所述热备用路径，进行所述P2P备份隧道 和所述热备用路径的关联。

可选地，所述切换模块还用于：

当检测到所述P2P备份隧道经过的节点或者节点之间的路径出现故障时，通知所述根节点，将流量切换到所述热备用路径。

可选地，所述主路径建立模块还用于：

当检测到所述第一主路径经过的节点或者节点之间的路径故障恢复时，重新建立从组播的根节点到叶子节点的P2MP-TE隧道的第三主路径，将流量切换回所述第三主路径。

可选地，热备用路径建立模块还用于：进行所述第三主路径和所述热备用路径的关联，或者，

所述备份路径建立模块还用于：重新建立P2P备份隧道，进行第三主路径和新建P2P备份隧道关联。

本发明和现有技术相比，具有如下有益效果：

本发明提供的方法和装置多个sub-LSP之间的保护切换是相互独立的，互不影响，并不需要整个P2MP树的主备整体切换，减少了网络资源的消耗和组网布局的限制。并且利用P2P隧道内hot-standby端到端保护方案间接为sub-LSP提供二级保护机制，从而在出现主、备均出现故障时，可以提供保护。

附图说明

图1是现有技术P2MP-TE隧道主、备LSP无重叠路径的端到端保护路径组网拓扑图；

图2是现有技术P2MP-TE隧道主、备LSP有重叠路径的端到端保护路径组网拓扑图；

图3是本发明实施例P2P隧道保护P2MP-TE sub-LSP示意图；

图4是本发明实施例P2P隧道保护P2MP-TE sub-LSP处理流程图；

图5是本发明实施例P2P隧道形成hot-standby LSP二级保护P2MP-TE sub-LSP示意图；

图6是本发明实施例P2P隧道形成hot-standby LSP二级保护P2MP-TE sub-LSP处理流程图；

图7是本发明实施例一种点到多点隧道的保护方法的流程图；

图8是本发明实施例一种点到多点隧道的保护装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的发明目的、技术方案和有益效果更加清楚明了，下面结合附图对本发明的实施例进行说明，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例和实施例中的特征可以相互任意组合。

如图7所示，本发明实施例提供一种点到多点隧道的保护方法，应用于支持MPLS-TE协议的路由器或交换机，包括：

S101、建立从组播的根节点到叶子节点的点到多点流量工程P2MP-TE隧道的第一主路径；

S102、排除所述第一主路径，建立P2P备份隧道，进行所述第一主路径和所述P2P备份隧道的关联；

S103、当检测到所述第一主路径经过的节点或者节点之间的路径出现故障时，通知所述P2MP隧道的根节点，将流量切换到所述P2P备份隧道，并拆除所述第一主路径，具体地，删除拆除所述第一主路径的下游信令状态块和转发表项。

本发明实施例中，从组播的Root节点到Leaf节点建立P2MP-TE隧道sub-LSP1，沿sub-LSP1各节点转发表项都下发成功后，sub-LSP 1状态设置为UP，当P2P备份隧道沿路各节点转发都下发成功后，那么P2P备份隧道状态设置为UP。

本发明实施例中，步骤S102中进行所述第一主路径和所述P2P备份隧道的关联是将P2MP sub-LSP1和P2P备份隧道进行主备关联，形成保护关系。步骤S103中当被保护sub-LSP1经过的路径或节点(不包括头、尾节点)出现故障，通知Root节点将流量快速切换到P2P备份隧道上。并且通过P2MP PATH-TEAR(路径拆除)信令报文拆除sub-LSP1下游信令和转发表项，以防止下游和尾节点出现双份流量。

步骤S103之后所述方法还包括：

S104、当检测到所述第一主路径经过的节点或者节点之间的路径故障恢复时，重新建立从组播的根节点到叶子节点的P2MP-TE隧道的第二主路径，将流量切换回所述第二主路径。

步骤S103之后所述方法还包括：

S105、拆除所述第一主路径和所述P2P备份隧道，并解除所述第一主路径和所述P2P备份隧道的关联。

当故障恢复，P2MP建立新sub-LSP2到同一目的地，再将流量从P2P备份隧道切换回新建的sub-LSP2上。并重新将sub-LSP2和P2P备份隧道建立关联，形成保护关系。

步骤S102中所述排除所述第一主路径，建立P2P备份隧道包括：

将所述第一主路径的RESV(预留)报文中的RRO(record route object，记录路由对象)地址作为排除地址，建立所述P2P备份隧道。

将sub-LSP1的RESV报文中的RRO地址作为备份隧道算路的尽力排除地址。协议建路过程是两种报文的信令交互，首先由PATH保护从根节点发给尾节点(leaf节点)，然后再由尾节点发送RESV报文到根节点。并在RESV报文过程中下发转发表项，当根节点收到RESV报文后，标识路径建立成功，隧道UP。

RRO是RESV报文中携带的经过路径的IP地址的对象。RESV报文经过的路径越长，这个RRO中携带的IP地址越多。

将第一主路径sub-LSP1作为建立P2P备份隧道的尽力排除路径，优选完全排除的RESV报文中的RRO地址的路径作为P2P备份隧道的路径，次优选择重叠路径较少的路径建立P2P备份隧道。

步骤S103之后所述方法还包括：

S106建立所述P2P备份隧道对应的热备用路径。具体地，排除所述P2P备份隧道，建立所述热备用路径，进行所述P2P备份隧道和所述热备用路径 的关联。

当sub-LSP1出现故障发生切换后，尝试建立P2P备份隧道的hot-standby LSP，来保护P2P备份隧道，从而间接保护P2MP sub-LSP1。

建立hot-standby LSP时与建立P2P备份隧道类似，将所述P2P备份隧道的RESV报文中的RRO地址作为排除地址，建立所述hot-standby LSP，hot-standby LSP在Root节点算路时将P2P备份隧道的RESV报文中的RRO地址作为尽力排除地址。

由于sub-LSP1出现故障后才建立hot-standby LSP，算路时绕过了故障路径，避免了一开始建立hot-standby可能导致路径和P2MP sub-LSP1的故障路径重叠，从而提高了二级保护的成功率。

步骤S106之后所述方法还包括：

S107、当检测到所述P2P备份隧道经过的节点或者节点之间的路径出现故障时，通知所述根节点，将流量切换到所述热备用路径。

hot-standby LSP建立成功后，和P2P LSP备份隧道形成隧道内保护关系。当P2P备份隧道路径出现故障时，通知Root节点，可以将流量快速切换到hot-standby LSP，从而形成二级保护。

步骤S106之后所述方法还包括：

S108、当检测到所述第一主路径经过的节点或者节点之间的路径故障恢复时，重新建立从组播的根节点到叶子节点的P2MP-TE隧道的第三主路径，将流量切换回所述第三主路径。

当故障恢复，P2MP建立新sub-LSP3到同一目的地，再将流量从hot-standby LSP切换回P2MP sub-LSP3上，并重新建立P2P备份隧道，重新将sub-LSP3和新建P2P备份隧道建立关联，形成保护关系。

步骤S108之后所述方法还包括：

进行所述第三主路径和所述热备用路径的关联。

应用本发明实施例提供的方法，在多个sub-LSP形成保护后，受故障影响的sub-LSP会将流量切换到对应的备份P2P隧道上，不受影响的sub-LSP将不会发生切换，继续转发流量。

如图7所示，本发明实施例提供一种点到多点隧道的保护装置，包括：

主路径建立模块210，用于建立从组播的根节点到叶子节点的点到多点流量工程P2MP-TE隧道的第一主路径；

备份路径建立模块220，用于排除所述第一主路径，建立P2P备份隧道，进行所述第一主路径和所述P2P备份隧道的关联；

切换模块230，用于当检测到所述第一主路径经过的节点或者节点之间的路径出现故障时，通知所述P2MP隧道的根节点，将流量切换到所述P2P备份隧道，并拆除所述第一主路径。

其中，所述主路径建立模块210还用于：

当检测到所述第一主路径经过的节点或者节点之间的路径故障恢复时，重新建立从组播的根节点到叶子节点的P2MP-TE隧道的第二主路径，将流量切换回所述第二主路径。

所述的装置还包括：

清除模块240，用于拆除所述第一主路径和所述P2P备份隧道，并解除所述第一主路径和所述P2P备份隧道的关联。

其中，所述备份路径建立模块220排除所述第一主路径，建立P2P备份隧道是指：

将所述第一主路径的RESV报文中的RRO地址作为排除地址，建立所述P2P备份隧道。

所述装置还包括：

热备用路径建立模块250，用于建立所述P2P备份隧道对应的热备用路径。

其中，所述热备用路径建立模块250建立所述P2P备份隧道对应的热备用路径是指：

排除所述P2P备份隧道，建立所述热备用路径，进行所述P2P备份隧道和所述热备用路径的关联。

其中，所述切换模块230还用于：

当检测到所述P2P备份隧道经过的节点或者节点之间的路径出现故障时，通知所述根节点，将流量切换到所述热备用路径。

其中，所述主路径建立模块210还用于：

当检测到所述第一主路径经过的节点或者节点之间的路径故障恢复时，重新建立从组播的根节点到叶子节点的P2MP-TE隧道的第三主路径，将流量切换回所述第三主路径。

其中，热备用路径建立模块250还用于：进行所述第三主路径和所述热备用路径的关联，或者，所述备份路径建立模块220还用于：重新建立P2P备份隧道，进行第三主路径和新建P2P备份隧道关联。

实施例一

图3显示了本发明实施例提供的P2P隧道保护P2MP-TE sub-LSP的组网拓扑，图4显示了本发明实施例提供的P2P隧道保护P2MP-TE sub-LSP处理流程，结合图3，图4所示：

步骤S401，从组播的Root节点301建立P2MP-TE隧道sub-LSP1到叶子节点305，经过304节点，保存RESV消息中的RRO信息。

步骤S402，sub-LSP1建立成功后，排除sub-LSP1主路径的RRO信息{305入接口IP地址，304TE router ID，304入接口IP地址}。建立备份P2P隧道LSP路径为301-302-305，成功后将形成P2P LSP和sub-LSP1的主备保护关系。

步骤S403，当路径301-304出现故障，检测机制通告给301节点，转发流量快速切换到备份P2P LSP上。同时，304感知上游接口down通过PATH-TEAR报文拆除sub-LSP1在304、305节点信令状态块和转发表项。

步骤S404，当路径301-304恢复，P2MP隧道尝试建立新sub-LSP2，当建立成功后，将流量从备P2P LSP恢复到sub-LSP2上。然后拆除sub-LSP1，P2P备隧道以及保护关系。

实施例二

图5显示了本发明实施例提供的P2P隧道形成hot-standby LSP二级保护P2MP-TE sub-LSP的组网拓扑，图6显示了本发明实施例提供的P2P隧道 hot-standby LSP二级保护P2MP-TE sub-LSP处理流程，结合图5，图6所示：

步骤601，从组播的Root节点501建立P2MP-TE隧道sub-LSP1到叶子节点305，经过304节点。备份P2P LSP路径为501-502-505，并和sub-LSP形成保护关系。路径501-504故障，保护快速切换到备份P2P LSP上。

步骤S602，P2P LSP上开启检测。建立备份P2P LSP的保护LSP，尝试尽力排除P2P LSP经过的路径，建立hot-standby LSP，路径为501-502-503-505，并形成备份P2P隧道内端到端保护关系。

步骤S603，当路径502-505出现故障，检测机制通告给501节点，转发流量快速切换到hot-standby LSP上。

步骤S604，当路径501-504或者502-505恢复，P2MP隧道尝试建立新sub-LSP2，当建立成功后，将流量从备P2P hot-standby LSP恢复到sub-LSP2上。然后拆除sub-LSP1，P2P备隧道以及保护关系。

虽然本发明所揭示的实施方式如上，但其内容只是为了便于理解本发明的技术方案而采用的实施方式，并非用于限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭示的核心技术方案的前提下，可以在实施的形式和细节上做任何修改与变化，但本发明所限定的保护范围，仍须以所附的权利要求书限定的范围为准。